JP2012194458A - 粉体収納容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な低コストの構成で、トナー残量が少なくなっても一定のトナー供給量を確保する。
【解決手段】内部に隔壁２０ａによって渦巻き状に仕切られた空間を有し、装置本体に回転可能に支持され、前記空間に画像形成に用いるトナーを収納するトナー収容部２０ｂと、前記渦巻き状の空間の巻き方向の中心部である円筒部２０ｃに連通し、前記収納手段から前記粉体を外部に供給する供給口２０ｄとを備え、回転方向に応じてトナーを供給口２０ｄ側に集め、あるいはトナー収容部２０ｂの外周側に集めることができるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉体収納装置及び画像形成装置に係り、特に、電子写真方式の作像プロセスにより画像を形成する際に使用されるトナーを収納する粉体収納装置及びこの粉体収納装置を備えた複写機、ファックス、プリンタ、デジタル複合機等の画像形成装置に関する。

従来から電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置は広く知られている。電子写真方式ではレーザ光で感光体に静電潜像を形成し、その潜像に沿って帯電させたトナーを付着させ、そのトナー像を中間転写体に一旦転写した後、ＰＰＣ用紙などの記録媒体上に転写し、加熱及び加圧などによりシート状記録媒体上に定着させる。このような画像形成装置では、トナーが現像により消費されるので、トナー補給装置により消費分が補給されるようになっている。トナー補給装置にはトナーを収納した所謂トナー容器が着脱自在に設けられ、トナー容器が空になると、予め用意されているトナー充填済みの新しいトナー容器と交換される。

このトナー容器は例えば、特許文献１（特開平１０−０６３０８４号公報）に記載されているように螺旋形状のトナー容器、あるいは特許文献２（特開２００１‐３２４８６３号公報）に記載されているような袋状のトナー容器が知られている。

このうち、特許文献１には、円筒形状の本体部と、この本体部の一端側について密閉された底部と、前記本体部の他端側について細く絞られたトナー吐出用の口部とを有し、前記本体部から前記口部にかけての内壁には前記底部側の前記本体部から前記口部に向けて連続して形成されたトナー搬送用の螺旋溝が設けられていて、回転とともに前記螺旋溝により前記本体部のトナーを、前記開口部を経て外部、つまり、現像装置へ向けて送り出すようにした構成が開示されている。

また、特許文献２には、トナー容器が袋状の変形可能部材からなり、粉体ポンプを用いてトナー容器から現像装置へトナーを供給する構成が開示されている。

特許文献１に開示されたトナー容器では、トナー残量がある程度以上確保されていれば、螺旋溝によって搬送されることから図２９に示すようにトナー容器１０１の回転量に対するトナー供給量がほぼ一定となる。しかし、トナー容器１０１内のトナー１０２の残量が少なくなった場合は、図３０に示すように補給口１０３付近のトナーが少なくなり、結果としてトナー供給量も少なくなり、トナー補給量が変動することになる。

また、逆に、特許文献１の発明では、トナーボトルセット時に多量のトナーが現像装置内に流れ込み、現像装置内のトナー濃度が想定よりも多くなってしまう場合がある。すなわち、図３１に示すように、円筒状トナーボトル１０１ではトナーの流動性が高い場合に、ボトルセット時に下向きの面に設けられた排出口（供給口）１０３ａ近辺のトナー１０２が現像装置内に流れ込み、現像装置内のトナー濃度が想定外に高くなってしまうことがあり、最悪の場合は図３２に示すように排出口１０３ａよりも上にある全てのトナー１０２が流れ込んでしまう虞もある。

さらに、トナー容器を円筒形状にして横に設置しなければならないという制約があるため、メンテナンスのためにプリンタの周囲にスペースをとって設置しなければならないなどの制約も生じていた。例えば、図３３に一般的な円筒トナーボトル１０１の設置構成を示すが、交換可能な現像・感光体ユニット１０４と平行になるようにトナーボトル１０１を配置しており、装置本体１０５の上面１０６からトナーボトル１０１の着脱及び交換を行い、左側面若しくは右側面１０７から現像・感光体ユニット１０４の交換を行うものが良く知られている。このような構成では前面１０８及び右側面１０７にはメンテナンスのためのスペースを空けておかねばならない。その際、装置前面からトナー交換、及び現像・感光体ユニットなどのメンテナンスを行い、右側面からＪＡＭ処理をすることも可能ではあるが、やはり、前面と右側面にはメンテナンスのスペースを空けておかねばならず、その分設置スペースが大きくなってしまう。

プリンタに関するユーザの利便性という点から見ると、装置前面や側面などの横方向からメンテナンスすることは設置スペース増大となるため好ましくない。例えば、同じ２方向からのメンテナンスであっても、上面と前面からのみのメンテナンスの方が、左側面に他のオフィス機器などを配置することができるため好ましい。しかし、円筒形状のトナー容器１０１を使用した場合に上面と前面からのメンテナンスを実現しようとすると、現像ユニットなどのメンテナンスのためには上面のトナー容器を一旦外してから、メンテナンスする必要があり、メンテナンス作業がしにくくなってしまう。

また、特許文献２に開示されたトナー供給手段は、粉体ポンプを使用してトナーを供給するので、トナー補給量が変動することはないが、粉体ポンプを設ける必要があることから、その分構成が複雑となり、コストも高くなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、簡単な低コストの構成で、トナー残量が少なくなっても一定のトナー供給量を確保することができるようにすることにある。

前記課題を解決するため、第１の手段は、内部に渦巻き状に仕切られた空間を有し、装置本体に回転可能に支持され、前記空間に画像形成に用いる粉体を収納する収納手段と、前記渦巻き状の空間の巻き方向の中心部に連通し、前記収納手段から前記粉体を外部に供給する供給口と、を備えた粉体収納装置を特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記収納手段は略円盤状に形成され、当該円盤状の端面に対して前記中心部から垂直に突出し、先端に前記供給口が形成された搬送経路と、前記搬送経路内に配置され、前記収納手段の回転に連動して回転し、前記粉体を搬送する搬送手段と、を備えていることを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記収納手段が少なくとも前記装置本体に装着されるまで前記供給口を塞ぐ蓋を備えていることを特徴とする。

第４の手段は、第１の手段において、装置本体側に設けられた搬送経路と、前記搬送経路内に設置され、前記収納手段の回転に連動して回転し、前記粉体を搬送する搬送手段を備え、前記粉体の受け取り口が形成された搬送経路に前記供給口が装着されたとき、当該供給口と前記受け取り口が連通されることを特徴とする。

第５の手段は、第１の手段において、前記供給口は前記収納手段の中央部に設けられ、前記供給口から前記粉体を供給するとき、前記収納手段は前記供給口を中心に渦巻きの内側から外側への渦に沿った回転方向に回転することを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記渦巻き状に仕切られた空間の粉体搬送面積が渦巻きの外周側よりも内周側の方が大きいことを特徴とする。

第７の手段は、第６の手段において、前記渦巻き状に仕切られた空間を形成する隔壁の内面側に一定方向に突設され、前記粉体の移動を阻害する複数の突出部材を備えていることを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、前記突出部材の突出量が前記収納手段の内周側の方が外周側よりも大きいことを特徴とする。

第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記収納手段を前記粉体の供給方向に予め設定された時間以上回転駆動した後、逆方向に回転駆動する手段を備えていることを特徴とする。

第１０の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記収納手段内に当該収納手段内に収納されたトナー量を検知する検知手段と、当該検知手段に検知状態に応じて前記収納手段を前記粉体の供給方向と反対の方向に回転駆動する手段と、を備えていることを特徴とする。

第１１の手段は、第１ないし第１０のいずれかの手段において、前記収納手段を交換する際、交換前に当該収納手段を粉体供給時とは逆方向に回転させる手段を備えていることを特徴とする。

第１２の手段は、第１ないし第１１のいずれかの手段に係る粉体収納装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。

第１３の手段は、第１ないし第１１のいずれかの手段に係る粉体収納装置と、静電潜像を保持する像担持体を含み、装置本体から取り外し可能に装着された作像ユニットと、を備え、前記収納手段と前記作像ユニットが取り出し方向に対して略平行に設置され、かつ、一方の取り外し軌跡上に他方が存在しないように配置された画像形成装置を特徴とする。

第１４の手段は、第１２又は第１３の手段において、前記粉体によって画像を現像する現像装置と、前記現像装置内に前記粉体を補給する補給口と、前記収納手段から前記現像装置まで前記粉体を搬送する搬送経路と、を備え、前記供給口と前記補給口が前記収納手段の空間を形成する前記渦巻きの中心に対して垂直な方向から見たときに同一軸線上に位置することを特徴とする。

第１５の手段は、第１２又は第１３の手段において、前記粉体によって画像を現像する現像装置と、前記現像装置内に前記粉体を補給する補給口と、を備え、前記収納手段が、前記供給口と前記補給口が前記収納手段の空間を形成する前記渦巻きの中心に対して垂直な方向から見たときに異なる軸線上であって、装置本体内で最大の外形を確保できる位置に設置され、前記収納手段から前記現像装置まで前記粉体を搬送する搬送経路が前記供給口と前記補給口間に設けられていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、渦巻き状に仕切られた空間はトナー収容部２０ｂに、粉体はトナー２９に、収納手段はトナーボトル２０に、供給口はトナー供給口２０ｄ又は排出口２３に、搬送経路は符号２１に、搬送手段はトナー搬送オーガ２２，３１ｂ、蓋はシャッタ部材２５に、装置本体は符号１０５に、突出部材はリブ２０ｈ，２０ｈ１，２０ｈ２に、予め設定された時間以上回転駆動した後、逆方向に回転駆動する手段、及び検知手段に検知状態に応じて前記収納手段を前記粉体の供給方向と反対の方向に回転駆動する手段は電装ユニット１０に搭載されたコントローラに、検知手段は圧電センサ２０ｉに、画像形成装置はモノクロ及びカラープリンタＰＲに、像坦持体は感光体１に、作像ユニットはプロセスカートリッジ１１１に、現像装置は現像ユニット４に、補給口はトナー受け入れ口４ｂに、それぞれ対応する。

本発明によれば、簡単な低コストの構成で、トナー残量が少なくなっても一定のトナー供給量を確保することができる。

本発明の実施形態に係る実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図である。 実施例１におけるトナーボトルの構成を示す正面図で、トナーが多い状態を示す。 実施例１におけるトナーボトルの構成を示す正面図で、トナーが残り少ない状態を示す。 渦巻き空間として形成されたトナー収容部の渦巻きの最終部から一巻き目の最終部にトナー供給口が位置したときのトナー供給口とトナーの状態を示す図である。 実施例１に係るトナーボトルの取り付け位置及び取り付け方法の概略を示す図である。 実施例２に係るトナーボトルの斜視図である。 実施例２におけるトナー搬送オーガの取り付け状態を示す図である。 実施例２における支持部材の構成の一例を示す図である。 実施例３におけるシャッタ部材を示す図である。 実施例３におけるシャッタ部材とトナー搬送経路と装置本体のトナー受け入れ口との関係を示す図である。 装置本体へのトナーボトルの装着方法の一例を示す図である。 装置本体へのトナーボトルの装着方法の他の例を示す図である。 実施例４のトナーボトルとトナー搬送経路の関係を示す斜視図である。 トナーボトルの内周側と外周側に集められたトナーの状態を示す図である。 トナーの移動状態を示す説明図（初期位置）である。 トナーの移動状態を示す説明図（移動位置）である。 実施例５において回転駆動されるトナーボトルを使用した画像形成装置（カラープリンタ）の一例を示す図である。 図１７に示したカラープリンタの概略構成図で、トナーボトルの供給口と現像装置の受け入れ口が直線状に位置する構成の一例を示す。 図１７に示したカラープリンタの概略構成図で、トナーボトルの供給口と現像装置の受け入れ口が直線状に位置しない構成の一例を示す。 トナーボトルの取り付け位置及び取り付け方法の概略を示す図である。 トナーボトルの取り付け及び駆動構造を説明するための正面図である。 図２１の右側面図である。 図２１における取り付け構造を示す分解斜視図である。 実施例６におけるトナーボトルの形状を示す横断面図である。 図２４に示したトナーボトルの変形例を示す図である。 図２５に示したトナーボトルの変形例を示す図である。 トナーボトル内に圧電センサを設けた例を示す図である。 圧電センサからの信号の取り出し方法を示す図である。 従来技術に係るトナーボトルとトナー供給の状態を示す図で、トナーが多い場合を示す。 従来技術に係るトナーボトルとトナー供給の状態を示す図で、トナーが少ない場合を示す。 従来技術に係るトナーボトルとトナー供給の状態を示す図で、トナーの流動性が高い場合を示す。 従来技術に係るトナーボトルとトナー供給の状態を示す図で、トナーボトルの排出口から高い位置にあるときのトナーの流出状態を示す図である。 一般的な円筒トナーボトルの設置構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同等若しくは同等と見なせる各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図１は、本実施形態に係る実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図である。この画像形成装置は、モノクロのカラープリンタである。同図において、プリンタＰＲは、感光体１と、この感光体１の外周に沿って配置され、感光体１とともに１つのユニットを構成する帯電装置２と露光装置３と現像装置４を含む作像プロセスユニット１１、転写装置５、クリーニング装置６、給紙装置７、定着装置９、並びに電装ユニット１０とを備えている。作像プロセスユニット１１は一体で装置本体１０５に対して取り付け取り外し可能である。

帯電装置２は感光体１表面に電荷を与え、露光装置３は帯電した各感光体１の表面に各色の画像データに基づいて露光し、潜像を形成する。現像装置４は感光体１表面に形成された潜像をトナー現像してトナー像を形成し、感光体１表面上のトナー像は転写装置５によって給紙部７から供給される用紙に転写される。クリーニング装置６はトナー像転写後の感光体１表面をクリーニングする。定着装置９は転写装置５の下流側に設置されている。

給紙装置７の給紙トレイには用紙が収納され、印刷要求に合わせて、給紙搬送手段によりレジストローラ８まで搬送される。ここでトナー像の転写のタイミングに合わせて、用紙はレジストローラ８から転写装置５まで搬送される。前述の転写装置５で用紙上にトナー像が転写された後は、用紙は定着装置９まで搬送され、熱と圧力によって用紙上のトナー像が定着される。

帯電装置２、現像装置４、転写装置５は電装ユニット１０に接続され、所定のバイアスが印加される。電装ユニット１０内部には交流電源（定電圧）、第１の直流電源（定電圧）、第２の直流電源（定電流）を備え、各電源は、現像装置４には定電圧制御でＤＣ電圧を、帯電装置２には定電圧制御でＡＣ電圧を、転写装置５には定電流制御でＤＣ電圧を印加することができる。

ここで本画像形成装置の構成をより詳細に説明する。感光体１は、例えば直径３０〜９０ｍｍ程度のアルミニウム円筒基体上に感光層を形成した所謂有機感光体である。さらにその感光層の上にポリカーボネート系の樹脂で保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。本実施例では直径３０ｍｍの感光体を用いた。

帯電装置２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラを備える。帯電ローラは、電装ユニット１０に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、帯電ローラと感光体１との最近接部における距離が５ 〜１００ [μｍ]に維持できるよう構成している。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることにより設定することができる。この間隙のより好ましい範囲は、３０〜６５ [μｍ]である。

また、帯電ローラには、帯電ローラ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材が設けられている。帯電ローラには帯電用の電源を接続している。これにより、感光体１表面と帯電ローラ表面との間の微小な空隙での近接放電により、感光体１表面を均一に帯電する。印加電圧は、本実施形態では直流成分であるＤＣ電圧に交流成分であるＡＣ電圧を重畳した交番電圧を用いている。帯電ローラに印加する印加電圧としてＤＣ 電圧にＡＣ 電圧を重畳させた交番電圧を印加すると、微小ギャップ変動による帯電電位のばらつきなどの影響が抑制されて均一な帯電が可能となる。本実施形態では、ＤＣ電圧が−７００Ｖ、ＡＣはピークツウピーク電圧が２ｋＶ、周波数が２ｋＨｚの矩形波のバイアスを印加した。

帯電ローラは円柱状を呈する導電性支持体としての芯金と、芯金の外周面上に形成された抵抗調整層を有する。帯電ローラの表面は硬質であることが望ましい。ローラ部材としてはゴム部材も使用できるが、ゴム部材もように変形しやすい部材であると感光体１との微小ギャップの均一な維持が困難となり、作像条件によっては帯電ローラの中央部のみが感光体１表面に突発的に接触する可能性がある。帯電ローラが感光体１表面に局所的／突発的に接触することによって生じる、トナーの乱れに対応することは困難であるため、非接触帯電方式を使用する場合にはたわみが少ない硬質の部材が望ましい。

表面が硬質な帯電ローラの具体例としては、例えば、抵抗調整層を高分子型イオン導電剤が分散する熱可塑性樹脂組成物（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びその共重合体等）により形成し、抵抗調整層の表面を硬化剤により硬化皮膜処理されたものが挙げられる。また硬化皮膜処理は、例えば、イソシアネート含有化合物を含む処理溶液に抵抗調整層を浸漬させることにより行われるが、抵抗調整層の表面に改めて硬化処理皮膜層を形成することにより行われても良い。本実施例では、帯電ローラをφ１０ｍｍ（直径１０ｍｍ）で形成した。

現像装置４は、内部にトナーと磁性キャリアからなる現像剤を内包し、感光体１と対向する位置に内部に磁界発生手段を備える現像スリーブが配置されている。後述の（図５参照）装置本体１０５の左側面１０９側に配置されたトナーボトル２０から投入されるトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブとの対向位置まで搬送するためのスクリュ等が備えられている。現像スリーブ内部の磁界によって汲み上げられた現像剤は、現像剤規制部材であるドクターブレード等によって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像スリーブに担持される。現像スリーブは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給することで現像が行われる。その後現像後の現像剤は搬送され、現像スリーブ内部の磁界により現像スリーブより離間し、現像スクリュへと落下し、トナー補給位置まで搬送される、というサイクルが繰り返される。ここで本実施例では、現像スリーブの外径は直径１８ [ｍｍ]、ドクターと現像スリーブ間のギャップは０．６０[ｍｍ]とした。

転写装置５は中心軸が金属で外周がスポンジに覆われたローラ形状の部材である。また中心軸に定電流電源に接続されており、感光体と転写ローラ間で電界を形成することができ、形成した電界によって感光体１上のトナー像を転写紙へ転写する。

クリーニング装置６は転写装置５によって転写されずに感光体１上に残ったトナーを回収し、現像装置４へ戻してリサイクルする。本実施形態では弾性ブレードを感光体１の表面に当接させるブレードクリーニング方式を使用している。ブレードによって感光体１から?き取られたトナーは、図示しないコイル状の搬送装置によって搬送され現像装置４に戻される。

定着装置９は、定着部材である定着ローラと、この定着ローラに圧接する加圧部材である加圧ローラと、定着ローラの内部に配設された加熱源（電気ヒータ又はハロゲンランプ等）を有している。 モータや駆動伝達機構等の駆動手段（図示せず）により、一対の回転体である定着ローラと加圧ローラを回転駆動することにより、定着ローラと加圧ローラの圧接部（定着ニップ部）で未定着トナー像を担持した転写材を挟持搬送し、定着ニップ部で用紙上の未定着トナー像を加熱溶融することにより、用紙の表面にトナー像を定着させる。 また、定着ローラの外周には、図示しないサーミスタが配置され温度を検知している。

加圧ローラは、鉄やアルミニウム等の芯金の外周に弾性層を形成した構成であり、弾性層は、例えば、発泡シリコーンゴムや液状シリコーンゴム等の耐熱弾性体で形成されており、必要に応じてその外周にフッ素樹脂の表面層が形成される。 本実施例では、加圧ローラは芯金表面に弾性層として厚さが０．５ｍｍのシリコーンゴム層を有し、その外周に厚さが０．０３ｍｍのフッ素樹脂層を有しており、フッ素樹脂としては例えばＰＦＡ（四フッ化パーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂）を用いている。 定着ローラは、鉄やアルミニウム等の芯金（基体）の外周にシリコーンゴムやフッ素樹脂からなる複合表面を有する。定着ローラの複合表面は厚さ１０μｍ以下が好ましく、必要に応じてその内周側（芯金（基体）と複合表面との間）にゴム層が設けられる。

図２及び図３は、実施例１におけるトナーボトル２０の構成を示す正面図である。同図において、トナーボトル２０は外形円盤状を呈し、トナー収容部２０ｂを備え、トナー収容部２０ｂの内部には、同一平面内での渦巻き状に形成された隔壁２０ａによって仕切られた空間（渦巻き空間）となっており、トナーボトル２０の中央部の円筒部２０ｃの内側の部分にトナー供給口２０ｄが開口している。使用されるトナーの搬送は、トナーボトル２０の回転により行われる。すなわち、トナーボトル２０を回転させると、トナーが渦巻き状の隔壁２０ａに沿って中央部に集まり、中央部の円筒部２０ｃの外周に集積され、トナー供給口２０ｄから円筒部２０ｃ内に排出される。排出されたトナーはトナー搬送経路２１に供給され、後述のトナー搬送オーガ２２によって現像装置４側に搬送される。

さらに詳細に説明すると、トナーボトル２０の回転方向とトナー２９の移動の関係は、図２に示すように、トナーボトル２０が図示時計回り方向（矢印ＣＷ方向）に回転すると、トナー２９は図示反時計回り方向（矢印ＣＣＷ）に移動し、トナー供給口２０ｄ側に集まってくる。この回転方向はトナー供給時の回転方向であり、最終的にトナー残量が少量になったときには図３に示すように中央にトナー２９が集まった状態になる。このようにして、トナーボトル２０の回転によりトナー残量の過多にかかわらず、トナー供給口２０ｄの開口部２０ｄ近傍に一定量のトナー２９が集まることになる。トナー供給口２０ｄ近傍のトナー量はトナーの多寡により変わらないので、トナー供給口２０から供給されるトナー供給量が安定する。

従って、トナーボトルに渦巻き形状のトナー収容空間を設けてトナーを収容すると、トナーボトルの回転によってトナーを中央部に集めることができる。そのため、簡単な構成でトナー残量が少なくても一定のトナー供給量を確保し、供給することができる。

また、図３２を参照して、トナー２９が多量に供給される場合について説明したが、本実施例では、トナー供給口２０ｄ近傍のトナー２９がトナー供給口２０ｄから排出される場合、一度に排出される最大量は、図４に示すように、渦巻き空間として形成されたトナー収容部２０ｂの渦巻きの最終部から一巻き目の最終部にトナー供給口２０ｄが位置しているときであり、この位置のトナー供給口２０ｄ上部の容積分のトナー２９ａがトナー供給口２０ｄから排出される。次に排出されるトナー２９の最大量も、前記トナー供給口２０ｄ上部の容積分だけであるので、１回のトナーの排出量の最大量はトナー供給口２０ｄの上部の容積で規定され、図４で示したように、トナー供給口２０ｄより上のトナーボトル２０内のトナーが全量排出されることはない。また、本実施例では、トナーボトル２０のトナー供給口２０ｄ上部の容積分のトナー２９ａしか供給されないので、想定外に現像装置内のトナー濃度が上がるということもなく、トナー濃度制御が不安的になることもない。

図５は実施例１に係るトナーボトルの取り付け位置及び取り付け方法の概略を示す図である。図２において、トナーボトル２０は装置本体１０５の左側板の内側にトナーボトル２０の円筒部２０ｃを回転中心として取り付けられ、トナー供給口２０ｄと現像装置４若しくはプロセスユニットのトナー供給部と連結される。

そして、この例では、左側板１０９の内側に沿ってトナーボトル２０を上方に取り出すことができるように装置本体１０５の上面１０６にスリット１０５ａが設けられている。

このように本実施例ではトナーボトルが円盤状を呈しているので、図５に示すようにトナーボトル２０を現像装置４若しくはプロセスユニット１１と干渉しない状態で上方へ取り出すことができる。

このような配置にすると、装置本体１０５の前面から記録媒体の処理、上面から現像装置４あるいはプロ説ユニット１１のメンテナンスとトナーボトル２０の交換を行うことができる。その結果、側面及び後方にメンテナンススペースをとる必要がなくなるため、設置スペースを小さくできる。さらに現像装置４あるいはプロセスユニット１１のメンテナンスの際にトナーボトル２０を外す必要なくメンテナンスを行うことができるので、メンテナンス性を損なうこともない。

図６は、実施例２に係るトナーボトルの斜視図である。実施例２に係るトナーボトル２０は、実施例１のトナーボトル２０の回転方向に対して、略垂直方向に円筒状のトナー搬送経路２１を設けた例である。トナー搬送経路２１内には、スクリュ状のトナー搬送部材（トナー搬送オーガ）２２が設置されており、トナー搬送オーガ２２はトナーボトルの回転に伴い回転駆動され、搬送経路２１は回転駆動されない。この構成により、トナーボトル２０が回転すると、トナー搬送オーガ２２が回転し、トナーボトル２０の中心部の円筒部２０ｃに排出されたトナー２９を、トナー搬送経路２１に沿って排出口２３まで搬送する。なお、本実施例では、トナーボトル２０の円筒部２０ｃの内面に設けられ、トナーを搬出するものを供給口２０ｄと、トナーボトル２０の円筒部２０ｃの内面以外、及び搬送経路２１に設けられ、トナーを搬出するものを排出口２３と称している。

スクリュ状のトナー搬送部材２２は、例えば、トナーボトル２０と一体に同一回転数で回転するように構成する。その場合、図７に示すように、トナー搬送オーガ２２を回転駆動可能に支持する支持部材２４をトナーボトル２０の外壁２０ｆに設置し、トナーボトル２０の回転駆動と同じ回転速度でトナー搬送オーガ２２が回転するように構成することができる。外壁２０ｆに設置する手段として、例えばトナーボトル２０の外壁２０ｆにネジ穴を作っておき、図８に示すように支持部材２４を、外周部にネジ２４ａが形成された部材から構成し、当該ネジ２４ａを有する支持部材２４をトナーボトル２０の外壁２０ｆにネジ込み、固定することも可能である。このときトナーボトル２０が回転しても支持部材２４がトナーボトル２０から外れないようにネジ２４ａのネジの方向を逆ネジとし、ネジ２４ａが締まる方向とトナーボトル２０の回転方向が逆になるようにすると良い。

本実施例によれば、トナー収容部２０ｂが螺旋空間となっているので、トナーボトル２０を回転させると、トナーボトル２０の中心側へとトナー２９は搬送され、トナーボトル２０の中心側へと搬送されたトナー２９は円筒部２０ｃからトナー搬送経路２１を通ってトナー搬送オーガ２２によって現像装置４側に搬送される。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同等に構成され、同等に機能するので説明は省略する。

実施例２における図６のトナーボトル２０では、トナーの排出口２３はトナー搬送経路２１の端部に開口しているが、排出口２３が常に開口していると、ボトル交換の際にトナー飛散やトナー漏れが生じる虞がある。そこで、本実施例では、排出口２３に蓋を設けた構成とした。蓋として一番簡単な構成としては、例えばヒートシールが挙げられる。すなわち、排出口２３には、例えばヒートシールのような部材を付けておき、使用直前にユーザが剥がして使用するようにする。

図９は他の例を示す図で、トナーボトル２０のトナー搬送経路２１の側面に開口と、当該開口を開閉する蓋を設けたものである。図９の例では、トナーの排出口２３をトナー搬送経路２１の側面、この例では、側面の下側に開口させている。そのままではトナーが下方に溢れ出すので、突起２５ａが突設されたシャッタ部材２５を排出経路２１の外周に装着し、蓋の機能を果たすようにしている。

図１０はシャッタ部材２５を使用したときのシャッタ部材２５とトナー搬送経路２１と装置本体１０５のトナー受け入れ口４ｂとの関係示す図で、図１０（ａ）は装着直後の状態を、図１０（ｂ）はトナー供給直後の状態をそれぞれ示す。なお、図１０において符号１０５ｂはトナーボトル装着部１０５ｂであり、図１２に示すように上部側が開口１０５ｃした溝形状となっており、底部１０５ｄが装着位置であり、開口１０５ｃはトナーボトル２０を上部に引き出すときのトナー搬送経路２１のガイド溝として機能する。

シャッタ部材２５は初期位置では、図１０（ａ）の状態であり、トナーボトル２０を装置本体１０５のトナーボトル装着部１０５ｂに装着した直後は図１０（ａ）のようにシャッタ部材２５の開口部２５ａとトナー搬送経路２１の排出口２３は一致していないため、トナーの供給は行えない。しかし、トナーボトル２０が回転駆動されるのに合わせてシャッタ部材２５を図示しない駆動機構により回転させると、図１０（ｂ）に示すようトナーボトル装着部１０５ｂの内壁に突起２５ａの先端が当接し、シャッタ部材２５の開口部２５ｂとトナー搬送経路２１の排出口２３が一致するために、トナー供給が行えるようになる。なお、シャッタ部材２５の開口部２５ｂは、回転により予め図１０（ｂ）の位置に突起２５ａが位置したときに、シャッタ部材２５の開口部２５ｂとトナー搬送経路２１の排出口２３が一致するような位置に設定されている。

これによりトナーボトル２０が装置本体１０５に装着されて動作することにより開口部２５ｂと排出口２３の位置が一致し、装置本体１０５へのトナー供給が開始されることになる。これにより、トナーボトル２０が適正な位置に装着される前のトナー飛散やトナー漏れを防止することができる。

通常、トナーボトル２０からトナー搬送経路２１が突設されている場合、言い換えれば凸形状に設けられている場合、図１１のように、装置本体１０５の一部側面１０５ｅを開けてから装着する必要がある。しかし、図９及び図１０に示すようなシャッタ部材２５があれば、図１２のように、装置本体１０５に搬送経路２１が縦に進入できる溝状のトナーボトル装着部１０５ｂを設けておけば、装置本体１０５の一部側面１０５ｅを開けることなく、装置本体１０５の上面１０６から縦にトナーボトル２０を着脱することが可能である。この構成を適用すると図５に示したようにスリット１０５ａを介してトナーボトル２０の脱着が可能となる。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同等に構成され、同等に機能するので説明は省略する。

図１３は実施例４のトナーボトル２０とトナー搬送経路２１の関係を示す斜視図である。この実施例４は、トナー搬送経路２１とトナー搬送オーガ２２は装置本体１０５に設けられており、トナーボトル２０が装置本体に装着されるとトナー搬送経路２１とトナー搬送オーガ２２がトナーボトル２０の円筒部２０ｃ内に進入する。搬送経路２１には、トナー受け取り口２１ｂが設けられており、トナー搬送経路２１が円筒部２０ｃ内に進入したときには、トナーボトル２０の円筒部２０ｃのトナー供給口２２ｄとトナー受け取り口２１ｂの開口位置が合致し、両者が連通する構成になっている。そして、トナーボトル２０が回転するに従いトナー２９はトナーボトル２０のトナー供給口２２ｄに搬送され、トナー搬送オーガ２２によりトナー受け取り口２１ｂからトナーを受け取り、トナー搬送経路２１を経て装置本体１０５の現像装置４へと供給される。

このように構成すると、トナーボトル２０には搬送経路２１が突出することがなく、実施例２のトナーボトル２０に対して厚み方向の寸法が小さくなり、トナーボトル２０全体の体積を減らすことが可能となる。その結果、トナーボトル２０の保管スペース及び輸送時の容器収納部材を減らすことができる。

その際、トナー２９の搬送方向を変更すれば、トナーボトル２０の中心側にトナー２９を集め、あるいはトナーボトル２０の外周側にトナーを集めることができる。図１４は集められたトナーの状態を示す図で、図１４（ａ）は中心側に、図１４（ｂ）は外周側にそれぞれトナーを集めた状態を示す。

具体的には、図１４（ａ）はトナー２９の残量が低下した交換直前のトナーボトル２０の状態を示すもので、トナー供給時には図において時計回り方向（矢印ＣＷ方向）に回転させて、中央部にトナーを集めていたものを、交換直前に逆の反時計回り方向（矢印ＣＣＷ方向）に回転させる。すると、図１４（ｂ）に示すようにトナー収容部２０ｂの外周部に残った少量の残トナーが集まる。このようにトナー２９をトナーボトル２０の外周部に集めると、トナーボトル交換時におけるトナー漏れ及びトナー飛散を防止することができる。逆回転させる時間及び回数は、渦巻きの巻数やトナー収容部２０ｂの形状に応じて適宜設定されるが、図１３に示したようなトナー搬送経路２１が装置本体１０５側に設置されている場合、トナーボトル２０の渦巻きの巻き数（図１４であれば３回）以上回転させれば良い。前述のように本実施形態では、反時計回り方向（ＣＷ）の回転がトナー供給時のトナーボトル２０の回転方向であり、時計回り方向（ＣＣＷ）の回転がトナーボトル交換時の回転方向である。

ここで、図２及び図３に示したトナーボトル２０の中央部の円筒部２０ｃの内側の部分にトナー供給口２０ｄを設け、使用されるトナーの搬送をトナーボトル２０の回転により行う構成についてさらに触れておく。

もし、渦巻き状に形成された渦巻き空間であるトナー収容部２０ｂの外周にトナー排出口を設けると、トナーボトルの回転によりトナー排出口の位置も回転するので、回転するトナー排出口からトナー供給を受けるように構成すると、本体側の構成が複雑になってしまう。また、トナーボトル２０の外側に回転しない枠を作り、渦部分が回転してもトナー排出口の位置は変わらないように構成することも可能であるが、枠の部品が別に必要になり、その分の部品点数の増加、組み立て工数の増加は否めない。そこで、トナーボトル２０の中央部にトナー排出口２３を設け、あるいはトナー排出機能を持たせれば、回転しても補給口がいつでも中央にあるため、上記のような不具合は生じない。

トナーボトル２０の中央にトナーを送るためには、渦巻き状に形成された隔壁２０ａの巻方向に対応し、渦巻きの内側から外側へ向かう回転方向（図１５：時計回り方向ＣＷ）と同じ方向にトナーボトル２０を回転させる必要がある。このような回転を加えると、図１５においてＡの位置にあったトナー２９が、図１６においてＢの位置に移動する。しかし、トナー２９には重力が働くため、Ｂの位置からＣの位置へ移動する。この移動を繰り返し、渦巻きの中央部分にトナーが集まっていき、図３に示した状態となる。このようにして、トナーボトル２０の回転動作だけでトナー搬送が可能となる。

なお、図１５及び図１６はトナーの移動状態を示す説明図である。

その他、特に説明しない各部は実施例１と同等に構成され、同等に機能するので重複する説明は省略する。

図１７は、このように回転駆動されるトナーボトル２０を使用した画像形成装置の一例を示す図である。本実施例における画像形成装置は、所謂間接転写型のタンデム方式のカラープリンタである。

図１７に示したカラープリンタでは、最も使用量の多い黒（Ｂｋ）の作像プロセスで実施例１に示したトナーボトル２０を使用し、シアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）についてはトナー収納部、帯電装置、現像装置、感光体、感光体クリーニング装置、廃トナー収納装置が一体となったプロセスカートリッジ１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｙとしている。なお、総括的には、これらを単に符号１１１で示す。プロセスカートリッジ１１１については、トナーエンドと同時に感光体、現像装置なども同時に交換する形式のカートリッジでもトナー及び廃トナー収納部のみ交換可能な形式のものでも良い。

装置本体１０５の上面１０６を構成する上カバー１０６ａの下部には書き込みユニット３が取り付けられており、上カバー１０６ａを開くとプロセスカートリッジ１１１及び廃トナータンク１１２のメンテナンスを行うことができる。

Ｂｋトナーボトル２０Ｂｋは実施例１に示したものと同様に装置本体１０６の左側面１０９に取り付けられており、現像ユニット４あるいは感光体１を含む感光体ユニットのメンテナンスとトナー交換が互いに干渉することなく実施可能となっている。

Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ各色のプロセスカートリッジ１１１の各感光体の下側に中間転写ベルト１１３及びその駆動機構が配置されている。中間転写ベルト１１３はＰＡＩ（ポリアミドイミド）のベルトで構成され、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像が中間転写ベルト１１３上で重ねあわせられ４色のフルカラー画像が形成され、そのフルカラー画像が記録媒体、ここでは、給紙ユニット７から搬送されてくる転写紙に転写される。

転写されずに中間転写ベルト１１３上に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング装置１１４で回収される。本実施例ではクリーニング装置として、ブレードを中間転写ベルトに当接させてトナーをかきとるブレードクリーニング方式を使用している。回収されたトナーは図示しない搬送装置によって、廃トナータンクへ回収される。

電装ユニット１０は図１７のカラープリンタＰＲでは、中間転写ベルト１１３と給紙ユニット７の間に配置されている。電装ユニット１０には、本カラープリンタＰＲの各部の制御を司るＣＰＵ、その他の制御に必要な電装部品が搭載され、動作制御のみならず、画像処理、他装置との通信制御も実行する。

なお、タンデム方式の間接転写型のカラープリンタ自体は公知であるので、詳細の説明は省略する。

図１８は、図１７に示したカラープリンタＰＲの概略構成を示す図で、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。このカラープリンタＰＲでは、図１８（ａ）から分かるように装置本体１０５の両側にそれぞれ本体駆動系１１０とトナーボトル駆動系１２０を備えている。両者の間には、プロセスカートリッジ１１１、中間転写ベルト１１３、電装ユニット１０、給紙ユニット７などを備えている。本体駆動系１１０は、プロセスカートリッジ１１１、中間転写ベルト以下１１３、給紙ユニット７を含む給紙搬送系を駆動し、トナーボトル駆動系１２０はトナーボトル２０を回転駆動し、トナーボトル２０内のトナーを供給し、また、トナーボトル交換の際には、前述のようにトナー供給方向と逆方向に回転させてトナー漏れ、あるいはトナーの飛散を防止する。

本実施例５では、トナーボトル２０の中心部のトナー供給部分（実施例１の円筒部２０ｃあるいは図６における排出口２３対応）がＢｋの現像ユニット４の現像剤収納部へのトナー搬送経路２１と同心に配置され、トナーボトル２０の回転によって中央部に集められたトナー２９がトナーボトル２０の中心部から直接Ｂｋの現像剤ユニット４の現像剤収納部に流入するように構成されている。なお、図１８（ａ）及び（ｂ）において、符号３６はトナーボトル２０を回転させる駆動部であり、駆動部３６はトナーボトル２０の外周に設けられたギア２０ｇに噛合する駆動ギア３６ａとこの駆動ギア３６ａを駆動する駆動モータ及び動力伝達機構を含む。

このように、トナーボトル２０の中心部のトナー排出口２３と現像ユニット４の現像剤収納部へのトナー供給口が一致していると、トナー搬送経路２１の経路長を最小にすることが可能となり、機構的に最も単純で、省スペースな構成でトナーボトル２０を取り付けることができる。

図１８に示した例では、トナーボトル２０の中心部のトナー供給部分と現像ユニット４の現像剤収納部へのトナー搬送経路２１とを同心に配置したので、トナー搬送経路２１の経路長を最小にすることが可能となり、機構的に最も単純で、省スペース化することができるが、トナーボトル２０の径方向の大きさが、装置本体１０５の内壁との間の距離で制限される。図１８（ｂ）の例では、現像ユニット４の現像剤収納部のトナー受け入れ口４ｂと装置本体１０５の上面１０６の最下部、ここでは排紙トレイの最下端位置との間の距離で決まる。

そこで、トナーボトル２０の径方向の大きさを最大に設定すると、図１９に示すようにトナーボトル２０のトナー排出口２３と現像ユニット４側のトナー受け入れ口４ｂは、ずれてしまう。言い換えれば、トナーボトル２０のトナー排出口２３と現像ユニット４側のトナー受け入れ口４ｂをずらすと、トナーボトル２０の容量をより大きく設定することができる。

図１９は、このようにトナーボトル２０の径を最大径に設定したときの例を示す図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は左側面図である。図１９（ａ）から分かるように、図１８の例に対してトナーボトル２０の中心部がより装置本体１０５の後側に移動し、上下方向において装置本体１０５内に収まる最大径となっている。Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各プロセスカートリッジ１１１は図１７に示したものであることから、この例では、トナーボトル２０の中心部のトナー排出口２３から現像ユニット４のトナー受け入れ口４ｂとの間を、湾曲部２１ａを有するトナー搬送経路２１で連結し、トナーボトル２０から現像ユニット４の現像剤収納部へのトナー供給を可能としている。

なお、湾曲部２１ａを有するトナー搬送経路２１内には、トナーボトル２０と現像ユニット４の現像剤収納部との間に２つの湾曲部２１ａを通ってトナー搬送オーガ２２が配置され、トナーボトル２０から現像ユニット４の現像剤収納部へのトナー供給を可能としている。なお、トナー搬送オーガ２２の駆動側はトナーボトル２０側でも、現像ユニット４の現像剤収納部側でも良い。

このように構成すると、図１８の構成では、簡易な構成でトナー供給を実現できる代わりに、本体レイアウトと現像の補給口の位置によってトナーボトル２０の外径の大きさが決まってしまう。しかし、図１９のように現像ユニット４の現像剤収納部への供給口とトナーボトル２０のトナー排出口２３の位置をずらすように配置すると、より大容量のトナーボトルを使用することができる。

図２０はトナーボトル２０の取り付け位置及び取り付け方法の概略を示す図である。同図において、トナーボトル２０は装置本体１０５の左側板の内側にトナーボトル２０のトナー排出口２３を回転中心として取り付けられる。そして、この例では、左側板１０９が装置本体１０５に対して側方にスライド可能に開閉され、トナーボトル交換時には、左側板１０９を開放して装置本体１０５の上方から取り出し、取り付けることができる。なお、左側板１０９は、後述の図２１及び図２２から分かるように第１及び第２の左側板１０９ａ，１０９ｂの２枚構造となっている。

図２１ないし図２３はトナーボトル２０の取り付け及び駆動構造を説明するためのもので、図２１は正面図、図２２は図２１の右側面図、図２３は取り付け構造を示す分解斜視図である。

これらの図において、左側板１０９は第１及び第２の左側板１０９ａ，１０９ｂからなり、両者間に第１オーガ駆動ギア３１と第２オーガ駆動ギア３２が回転可能に配置されている。第１オーガ駆動ギア３１の側面には突起３１ａとトナー搬送オーガ３１ｂが突設され、トナー搬送オーガ３１ｂの端部は突起３１ａに取り付けられている。一方、第２の左側板１０９ｂには中央部に円筒状突起３５がトナーボトル２０側に突設され、この円筒状突起３５の円筒内に第１の左側板１０９ａ側の側面から前記突起３１ａとトナー搬送オーガ３１ｂが挿入されている。また、第１の左側板１０９ａには第１オーガ駆動ギア３１の回転中心を支持する支持部３３が設けられ、第１オーガ駆動ギア３１は第１及び第２の左側板１０９ａ，１０９ｂ間で回転可能となっている。

第２の左側板１０９ｂの下部には切り欠き１０９ｂ１が形成され、この切り欠き１０９ｂ１部分にトナー補給を行うための駆動部３６が配置されている。駆動部３６は図示しない駆動源としてのモータとこのモータによって駆動力伝達機構を介して駆動される駆動ギア３６ａを備え、この駆動ギア３６ａに第２オーガ駆動ギア３２が噛合し、第１オーガ駆動ギア３１はこの第２オーガ駆動ギア３２に噛合し、前記モータからの駆動力を得て回転する。なお、第２オーガ駆動ギア３２は第１及び第２の左側板１０９ａ，１０９ｂ間に設置された軸３２ａに回転可能に支持されている。また、トナーボトル２０の外周部にはギア２０ｇが切られており、第２の左側板１０９ｂの円筒状突起３５の外周にトナー供給口２０ｄが開口した円筒部２０ｃが挿入された状態で、前記駆動ギア３６ａと噛合する。

円筒状突起３５の上部には、トナーボトル２０のトナー供給口２０ｄと所定の回転位置に位置したときに連通するトナー搬送経路開口部２７が設けられている。これにより、両者の開口が一致したときに、トナーボトル２０から円筒状突起３５内に挿入されたトナー搬送経路２１側にトナーが移行する。さらに、突起３１ａとトナー搬送オーガ３１ｂは円筒状突起３５から現像ユニット４の現像剤収納部まで延び、トナーボトル２０から供給されるトナーを現像装置側に供給することができる。

このように構成された渦巻きトナーボトルの駆動機構では、駆動部３６のモータが回転すると、第２オーガ駆動ギア３２と渦巻きトナーボトル２０が回転し、渦巻きトナーボトル２０の回転によってトナー供給口２０ｄから円筒状突起３５内に移行したトナーが回転するトナー搬送オーガ３１ｂによって搬送されることになる。

なお、この例の場合も図１１に示したように左側板１０９を斜めに開放してトナーボトル２０を交換することもできる。

実施例１ないし５ではトナーボトル２０は渦巻き状の空間をトナー収容部２０ｂとして備え、現像ユニット４側にトナーボトル２０の渦巻きの中心の円筒部２０ｃから供給されるようになっている。ところで、長期間プリント動作が実施されない場合には、トナー２９がトナーボトル２０内に長期間放置され、凝集しやすくなっている。また、トナーボトル２０が過度に回転すると、トナー２９はトナー収容部２０ｂ内で凝集しやすくなる。さらには、トナー収容部２０ｂが渦巻き状の隔壁２０ａによって渦巻き状に湾曲した空間となっているので、搬送路が長くなること、及びトータルの摩擦力が大きくことなどによりトナーの搬送性が円筒形状のものより劣ることは否めない。

そこで、本実施例では、搬送性を確保し、トナー詰まりを防止するため、渦巻き状の空間であるトナー収容部２０ｂの形状を、渦巻きの内周部（開口部側）になるほどトナー２９の搬送面積が大きくなるようにした。トナー２９の搬送面積とは、円筒部２０ｃの中心を通り、円盤状の端面に垂直に断面したときの渦巻き状の空間の断面積である。この状態を図２４に示す。

図２４は実施例６におけるトナーボトル２０の形状を示す横断面図である。図２４から分かるように渦巻き空間の径方向の内側の寸法Ｌ１が外側の寸法Ｌ２より大きくなるように構成した。トナーボトル２０は円筒形状であり、その横断面図であることから、径方向の寸法が大きい方が、トナーの搬送面積が大きいことは明らかである。このように渦巻き状の空間において、渦巻きの内側の方が外側よりも断面積（口径）が大きくなる形状にすると、図１５及び図１６を参照して説明したようにトナー２９はトナーボトル２０の回転とともに自重落下するが、その際、トナー２９の通過する面積が大きくなり、その分摩擦力が減少して搬送性が向上する。その結果、トナーボトル２０内でトナー２９が凝集しにくくなり、トナー２９の詰まりを防止することができる。

このように構成すると、渦巻き状の空間を形成する隔壁２０ａの形状を設定するだけで、特に複雑な機構を導入することなく、トナーボトル２０内のトナーの搬送性を向上させることが可能となり、トナー２９のトナーボトル２０内でのトナー詰まりを防止することができる。

図２５は、図２４に示したトナーボトル２０の変形例を示す図で、トナー収容部２０ｂの複数のリブ２０ｈを設けた例である。すなわち、図２５に示すトナーボトル２０では、渦巻き空間を形成する隔壁２０ａの内面にトナー２９の過度の搬送を抑制する複数のリブ２０ｈが設けられている。このリブ２０ｈはトナー収容部２０ｂの隔壁２０ａの内壁から内側に向かって同一高さで垂直に並設されている。その他の構成は図２４と同一である。

トナーボトル２０は略円盤形に形成され、回転動作によりトナー補給を行うが、その際、前述のようにトナーボトル２０が回転する度に、トナー２９が内周側に搬送される。しかし、常に内周側に搬送されてしまうため、トナーボトル２０の中心部にあるトナー供給口２０ｄにトナーが堆積し、トナー供給口２０ｄが詰まる可能性がある。しかし、トナーボトル２０の隔壁２０ａの内壁に複数のリブ２０ｈを設けると、トナーボトル２０が回転したときにリブ２０ｈの内側にトナー２９が堆積若しくは滞留するため、トナー２９の搬送がリブ２０ｈにより抑制されて、トナー供給口２０ｄ近傍のトナー２９の堆積を防止することができる。また、リブ２０ｈにより搬送が抑制され、トナーボトル２０の回転とともにリブ２０ｈがトナーボトル２０の下方に到達し、リブ２０ｈ近傍に堆積したトナー２９がリブ２０ｈによって上方に移動させられる際に、前述の図２に示したような堆積したトナー２９はトナーボトル２０内に拡散される。この繰り返しにより、トナー２９が過度に補給口２０ｃに集まることがなく搬送させられる。

このようにリブ２０ｈを設けると、トナー２９が過度に搬送されることがなく、トナーボトル２０内でのトナー２９の詰まりを抑制することができる。

図２５の例では、リブ２０ｈはトナー収容部２０ｂの隔壁２０ａの内壁から内側に向かって同一高さで垂直に並設されているが、図２６の例では、リブ２０ｈがトナー収容部２０ｂの内周方向に向かうに従って、リブ２０ｈの高さを高くし、面積が大きくなるようにした。すなわち、
内周側のリブ２０ｈ２の高さ＞外周側のリブ２０ｈ１の高さ
とした。このようにすると、トナーボトル２０の回転とともに、常に内周側にトナー２９が搬送されるが、内周方向のリブ２０ｈ２を高くすることにより、内周方向にトナー２９が搬送されるに従い、トナーの搬送過多を防止し、ボトル内でのトナーの詰まりを抑制することができる。すなわち、トナーボトルが回転する度に、トナーが内周側に搬送されるため、リブによりトナーの搬送過多をリブ２０ｈによって抑制する。ただし、内周側になるほどトナー２９が堆積しやすくなるため、内周側のリブ２０ｈ２の面積を外周側のリブ２０ｈ１より大きくした。これにより、渦巻き状のトナー収容部２０ｂの内周側のトナー搬送の抑制効果が図２５の例の場合よりも大きくなる。その結果、この例においても、トナーボトル２０内でのトナー詰まりを抑制することができる。

なお、トナーボトル２０は、トナーボトル２０からトナー供給のための駆動時間が、ある一定時間経過すると、逆回転させると良い。すなわち、画像形成時に、トナーボトル２０のトナー供給方向の回転動作、例えば、図２及び図３におけるＣＷ方向の回転動作により、トナー２９を内周部に設けられたトナー供給口２０ｄまで搬送しているが、同方向の回転動作を継続していると、トナー２９がトナー供給口２２ｄ近傍に堆積してしまい、トナー詰まりが発生する場合がある。そこで、トナーボトル２０がある一定時間の供給方向の回転動作を行った後に、逆方向（図２におけるＣＣＷ方向）に回転させる。

供給方向及びその逆方向の回転動作は、電装ユニット１０に搭載されたＣＰＵを含むコントローラからのトナーの補給信号に基づいて常に前記動作が繰り返され、内周側に搬送される。逆方向の回転動作は、電装ユニット１０に搭載されたメモリにトナーボトル２０の駆動モータ回転時間を蓄積しておき、このメモリに蓄積された駆動時間がある一定時間になると、コントローラからの信号によりトナーボトルを逆回転動作させる。逆回転動作の終了時にボトルの駆動モータ回転時間のメモリがクリアされる。この逆回転動作はジョブ終了時に行われ、通紙中には行われない。

これにより、内周側に寄りがちであったトナーを外周側に戻し、トナーの搬送過多とトナー詰まりを防止することができる。

この例は、トナーボトル２０の駆動時間を基準に設定されているが、実際のトナー２９の集積量を基準に逆転させることもできる。集積量の検出には例えば圧電素子を用いた圧電センサを使用する。図２７は、トナーボトル２０内に圧電センサ２０ｉを設けた例を示す図である。圧電センサ２０ｉは、トナー供給口２０ｄから少し離れた位置に設けられており、圧電センサ２０ｉからは図２８に示すように二重構造のボトル内壁部の空隙２０ｊを通じて信号線２０ｋが延び、本体コントローラに検出信号が入力される。

圧電センサ２０ｉは、集積されたトナー２９の上限の位置を検出する。図２８において、適正量のトナーを符号２９ａで示し、過剰なトナーを２９ｂで示す。すなわち、トナーボトル２０のトナー供給方向の回転動作により、トナー２９をトナーボトル２０の内周部に設けられたトナー供給口２０ｄに搬送するが、前述のように前記回転動作によりトナー２９がトナー供給口２０ｄに堆積してしまい、トナー詰まりが発生する場合がある。そのため、トナーボトル２０内に設けられた圧電センサ２０ｉからの信号により、トナーボトル２０中心部のトナー２９ａの量がある一定値を超えた場合に、トナーボトル２０を逆回転させる。これにより、内周側に寄りがちであったトナー２９ｂを外周側に戻し（過剰なトナー２９ｂ）、トナー２９の搬送過多とトナー詰まりを防止することができる。

この動作では、プリント動作中にトナーボトル２０が回転し、トナー２９が内周部に搬送され、圧電センサ２０ｉによって集積したトナー２９の上端が検知されたとき、トナーボトル２０を逆回転させる。この動作はジョブ終了時に行われ、圧電センサ２０ｉからの信号により、集積したトナー２９を検知しなくなるまで行われる。なお、逆転させると、図１４に示したようにトナー２９はトナーボトル２０の外周方向に搬送される。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。

１ 感光体
４ 現像ユニット
４ｂ トナー受け入れ口
１０ 電装ユニット
２０ トナーボトル
２０ｂ トナー収容部
２０ｄ トナー供給口
２０ｈ，２０ｈ１，２０ｈ２ リブ
２０ｉ 圧電センサ
２１ 搬送経路
２２，３１ｂ トナー搬送オーガ
２３ 排出口
２５ シャッタ部材
２９ トナー
１０５ 装置本体
１１１，１１１Ｋ，１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｙ プロセスカートリッジ
ＰＲ モノクロ及びカラープリンタ

特開平１０−０６３０８４号公報 特開２００１−３２４８６３号公報

Claims (15)

1. 内部に渦巻き状に仕切られた空間を有し、装置本体に回転可能に支持され、前記空間に画像形成に用いる粉体を収納する収納手段と、
   前記渦巻き状の空間の巻き方向の中心部に連通し、前記収納手段から前記粉体を外部に供給する供給口と
   を備えた粉体収納装置。
2. 請求項１記載の粉体収納装置であって、
   前記収納手段は略円盤状に形成され、当該円盤状の端面に対して前記中心部から垂直に突出し、先端に前記供給口が形成された搬送経路と、
   前記搬送経路内に配置され、前記収納手段の回転に連動して回転し、前記粉体を搬送する搬送手段と、
   を備えた粉体収納装置。
3. 請求項２記載の粉体収納装置であって、
   前記収納手段が少なくとも前記装置本体に装着されるまで前記供給口を塞ぐ蓋を備えていること
   を特徴とする粉体収納装置。
4. 請求項１記載の粉体収納装置であって、
   装置本体側に設けられた搬送経路と、
   前記搬送経路内に設置され、前記収納手段の回転に連動して回転し、前記粉体を搬送する搬送手段を備え、
   前記粉体の受け取り口が形成された搬送経路に前記供給口が装着されたとき、当該供給口と前記受け取り口が連通されること
   を特徴とする粉体収納装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粉体収納装置であって、
   前記供給口から前記粉体を供給するとき、前記収納手段は前記供給口を中心に渦巻きの内側から外側への渦に沿った回転方向に回転すること
   を特徴とする粉体収納装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉体収納装置であって、
   前記渦巻き状に仕切られた空間の粉体搬送面積が渦巻きの外周側よりも内周側の方が大きいこと
   を特徴とする粉体収納装置。
7. 請求項６記載の粉体収納装置であって、
   前記渦巻き状に仕切られた空間を形成する隔壁の内面側に一定方向に突設され、前記粉体の移動を阻害する複数の突出部材を備えていること
   を特徴とする粉体収納装置。
8. 請求項７記載の粉体収納装置であって、
   前記突出部材の突出量が前記収納手段の内周側の方が外周側よりも大きいこと
   を特徴とする粉体収納装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の粉体収納装置であって、
   前記収納手段を前記粉体の供給方向に予め設定された時間以上回転駆動した後、逆方向に回転駆動する手段を備えていること
   を特徴とする粉体収納装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の粉体収納装置であって、
    前記収納手段内に当該収納手段内に収納されたトナー量を検知する検知手段と、
    当該検知手段に検知状態に応じて前記収納手段を前記粉体の供給方向と反対の方向に回転駆動する手段と、
    を備えていることを特徴とする粉体収納装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粉体収納装置であって、
    前記収納手段を交換する際、交換前に当該収納手段を粉体供給時とは逆方向に回転させる手段を備えていること
    を特徴とする粉体収納装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の粉体収納装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の粉体収納装置と、
    静電潜像を保持する像担持体を含み、装置本体から取り外し可能に装着された作像ユニットと、
    を備え、
    前記収納手段と前記作像ユニットが略平行に設置され、一方の取り外し軌跡上に他方が存在しないこと
    を特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２又は１３記載の画像形成装置であって、
    前記粉体によって画像を現像する現像装置と、
    前記現像装置内に前記粉体を補給する補給口と、
    前記収納手段から前記現像装置まで前記粉体を搬送する搬送経路と、
    を備え、
    前記供給口と前記補給口が前記収納手段の空間を形成する前記渦巻きの中心に対して垂直な方向から見たときに同一軸線上に位置すること
    を特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１２又は１３記載の画像形成装置であって、
    前記粉体によって画像を現像する現像装置と、
    前記現像装置内に前記粉体を補給する補給口と、
    を備え、
    前記収納手段が、前記供給口と前記補給口が前記収納手段の空間を形成する前記渦巻きの中心に対して垂直な方向から見たときに異なる軸線上であって、装置本体内で最大の外形を確保できる位置に設置され、
    前記収納手段から前記現像装置まで前記粉体を搬送する搬送経路が前記供給口と前記補給口間に設けられていること
    を特徴とする画像形成装置。

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